JP6843869B2

JP6843869B2 - 容量制御弁

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Publication number: JP6843869B2
Application number: JP2018537145A
Authority: JP
Inventors: 英樹東堂園; 真弘葉山; 康平福留; 大千栗原
Original assignee: Eagle Industry Co Ltd
Current assignee: Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 2016-08-29
Filing date: 2017-08-22
Publication date: 2021-03-17
Anticipated expiration: 2037-08-22
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Description

本発明は、作動流体の容量又は圧力を可変制御する容量制御弁に関し、特に、自動車等の空調システムに用いられる容量可変型圧縮機等の吐出量を圧力負荷に応じて制御する容量制御弁に関する。

自動車等の空調システムに用いられる斜板式容量可変型圧縮機は、エンジンの回転力により回転駆動される回転軸、回転軸に対して傾斜角度を可変に連結された斜板、斜板に連結された圧縮用のピストン等を備え、斜板の傾斜角度を変化させることにより、ピストンのストロークを変化させて冷媒ガスの吐出量を制御するものである。
この斜板の傾斜角度は、冷媒ガスを吸入する吸入室の吸入圧力、ピストンにより加圧した冷媒ガスを吐出する吐出室の吐出圧力、斜板を収容した制御室（クランク室）の制御室圧力を利用しつつ、電磁力により開閉駆動される容量制御弁を用いて、制御室内の圧力を適宜制御し、ピストンの両面に作用する圧力のバランス状態を調整することで連続的に変化させ得るようになっている。

このような容量制御弁としては、図５に示すように、吐出室と制御室とを連通させる第２連通路７３及び弁孔７７、吐出側通路の途中に形成された第２弁室８２、吸入室と制御室とを連通させる第３連通路７１及び流通溝７２、吸入側通路の途中に形成された第３弁室８３、第２弁室８２内に配置されて第２連通路７３及び弁孔７７を開閉する第２弁部７６と第３弁室８３内に配置されて第３連通路７１及び流通溝７２を開閉する第３弁部７５とが一体的に往復動すると同時にお互いに逆向きに開閉動作を行うように形成された弁体８１、制御室寄りに形成された第１弁室（容量室）８４、第１弁室内に配置されて伸長（膨張）する方向に付勢力を及ぼすと共に周囲の圧力増加に伴って収縮する感圧体（ベローズ）７８、感圧体の伸縮方向の自由端に設けられ環状の座面を有する弁座体（係合部）８０、第１弁室８４にて弁体８１と一体的に移動すると共に弁座体８０との係合及び離脱により吸入側通路を開閉し得る第１弁部（開弁連結部）７９、弁体８１に電磁駆動力を及ぼすソレノイドＳ等を備えたものが知られている（以下、「従来技術」という。例えば、特許文献１参照。）。

そして、この容量制御弁７０では、容量制御時において容量可変型圧縮機にクラッチ機構を設けなくても、制御室圧力を変更する必要が生じた場合には、吐出室と制御室とを連通させて制御室内の圧力（制御室圧力）Ｐｃを調整できるようにしたものである。また、容量可変型圧縮機が停止状態において制御室圧力Ｐｃが上昇した場合には、第１弁部（開弁連結部）７９を弁座体（係合部）８０から離脱させて吸入側通路を開放し、吸入室と制御室とを連通させるような構成となっている。

ところで、斜板式容量可変型圧縮機を停止して、長時間放置した後に起動させようとした場合、制御室（クランク室）には液冷媒（放置中に冷却されて冷媒ガスが液化したもの）が溜まるため、この液冷媒を排出しない限り冷媒ガスを圧縮して設定とおりの吐出量を確保することができない。
起動直後から所望の容量制御を行うには、制御室（クランク室）の液冷媒をできるだけ素早く排出させる必要がある。
このため、上記の従来技術においては、弁座体（係合部）８０に補助連通路８５を設け、容量室８４から補助連通路８５と中間連通通路８６を介して吸入圧力状態の第３連通路７１と連通可能に構成し（矢印参照）、容量可変型圧縮機を起動して冷房するときに、補助連通路８５のない容量制御弁よりも１／１０から１／１５の早さで制御室の冷媒液を気化して冷房運転状態とすることができる。

図５は、ソレノイド部Ｓに電流が流れている状態である。一方、図示は省略するが、電流がソレノイド部Ｓに流れていないときは、開放ばね手段８７により第３弁部７５は閉弁状態になる。このとき、第２弁部７６は開弁状態になる。又、第１弁部７９は吸入圧力Ｐｓ及び制御圧力Ｐｃを受けて開弁する。
尚、第１弁部７９と弁座体８０の弁座面とは、機能上から、大きく開弁できないように構成されている。そして、制御室内の冷媒液が気化して第１連通路７４から第１弁室８４へ制御圧力Ｐｃの流体が流入する。この状態では、制御圧力Ｐｃ及び吸入圧力Ｐｓが高く、感圧体（ベローズ）７８は収縮して第１弁部７９と弁座体８０の弁座面との間を開弁する。しかし、この開弁状態だけでは制御室８４内の冷媒液は気化が細々としか促進しないが、中間連通路８６に連通する補助連通路８５を設けると、急速に制御室の冷媒液を気化
することができるというものである。

しかしながら、上記の従来技術では、例えば、容量可変型圧縮機の制御中のように第１弁部７９と弁座体８０の弁座面との間が閉弁状態であって補助連通路８５を介した流体の流れが不要な場合においても、制御室から吸入室へ冷媒ガスが流れてしまうため、容量可変型圧縮機の運転効率の悪化を招くという問題があった。
この点について、図６を参照しながら詳しく説明する。
図６において、補助連通路８５の面積Ｓ１（固定）、第３弁部７５の最大開口面積をＳ２、弁体８１の最大ストロークをＬ（全閉から全開までのストローク）、制御域における弁体８１のストロークをＬＳとした場合、従来技術では以下のように設計されている。
Ｓ２＞Ｓ１
Ｌ＞ＬＳ
このため、図６の実線で示すように、制御域の全部において補助連通路８５の面積Ｓ１で規定される冷媒ガスが制御室から吸入室へ流れてしまい、弁体８１が制御域を超えて最大ストロークに近づいた状態で初めて冷媒ガスの流れが規制されるに過ぎないため、容量可変型圧縮機の制御中における運転効率の悪化は避けられない。

特許第５１６７１２１号公報

本発明は、上記従来技術の有する問題点を解決するためになされたものであって、補助連通路を設けて容量可変型圧縮機の起動時における制御室の液冷媒の排出機能を改善した容量制御弁において、容量可変型圧縮機の制御中における第３連通路及び流通溝を開閉する第３弁部の開口面積を前記補助連通路の開口面積以下に設定することにより、容量可変型圧縮機の起動時間の短縮と制御時における運転効率の向上とを同時に達成できる容量制御弁を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため本発明の容量制御弁は、第１に、バルブ部の開弁度に応じて作動制御室内の流量又は圧力を制御する容量制御弁において、
制御圧力の流体を通す第１連通路と連通すると共に第１弁座面及び第２弁座面を有する第１弁室と、前記第１弁室と連通する弁孔を有すると共に吐出圧力の流体を通す第２連通路に連通する第２弁室と、吸入圧力の流体を通す第３連通路に連通すると共に第３弁座面に隣接する第３弁室と、を有するバルブ本体、
前記バルブ本体内に配置されて、前記第１弁室と前記第３連通路とを連通する中間連通路と、前記第２弁座面と離接して前記第１弁室と前記第２弁室とに連通する弁孔を開閉する第２弁部と、前記第２弁部とは反対に連動開閉すると共に前記第３弁座面と相対摺動して前記中間連通路と第３連通路との連通を開閉する連通孔を有する第３弁部と、前記第１弁室に配置されて前記第２弁部と反対方向に連動開閉する第１弁部と、を有する弁体、
前記第３弁室内に配置されて吸入圧力に応動して伸縮すると共に伸縮する自由端に前記第３弁部と離接して前記第３弁室と前記中間連通路との連通を開閉する弁座部を有する感圧体、
前記第１弁室内の前記第１弁部に設けられ前記第１弁室内と前記中間連通路とに連通可能にする補助連通路、
及び前記バルブ本体に取り付けられて電流に応じて前記弁体の各弁部を開閉する移動方向へ前記弁体を作動させるソレノイド部を備え、
前記作動制御室内の流量又は圧力を制御する制御域における前記第３弁部の連通孔と前記第３弁座面との間の開口面積Ｓ２は前記補助連通路の面積Ｓ１より小さく設定されることを特徴としている。
この特徴によれば、補助連通路を設けて容量可変型圧縮機の起動時における制御室の液冷媒の排出機能を改善した容量制御弁において、制御域におけるＰｃ−Ｐｓ流路の最小面積を小さくすることができ、容量可変型圧縮機の起動時間の短縮及び制御時における運転効率の向上を同時に達成できる。
また、制御圧力の流体の作用する第１弁室内の第１弁部に補助連通路を、また、吸入圧力の流体の作用する第３弁室に感圧装置及び液冷媒を排出する第３弁部を配設した容量制御弁において、弁体の第３弁部に連通孔を設けるという簡単な構成により、制御域におけるＰｃ−Ｐｓ流路の最小面積を小さくすることができる。

また、本発明の容量制御弁は、第２に、第１の特徴において、前記第２弁部の閉弁状態における前記第３弁部の連通孔と前記第３弁座面との間の最大開口面積Ｓ２ｍａｘが前記補助連通路の面積Ｓ１と同等又はそれ以下に設定されることを特徴としている。
この特徴によれば、液冷媒排出時におけるＰｃ−Ｐｓ流路の最小面積を上記の従来技術と同様の大きさに確保することができる。

本発明は、以下のような優れた効果を奏する。
（１）作動制御室内の流量又は圧力を制御する制御域における第３弁部の連通孔と第３弁座面との間の開口面積Ｓ２は補助連通路の面積Ｓ１より小さく設定されることにより、補助連通路を設けて容量可変型圧縮機の起動時における制御室の液冷媒の排出機能を改善した容量制御弁において、制御域におけるＰｃ−Ｐｓ流路の最小面積を小さくすることができ、容量可変型圧縮機の起動時間の短縮及び制御時における運転効率の向上を同時に達成できる。
また、制御圧力の流体の作用する第１弁室内の第１弁部に補助連通路を、また、吸入圧力の流体の作用する第３弁室に感圧装置及び液冷媒を排出する第３弁部を配設した容量制御弁において、弁体の第３弁部に連通孔を設けるという簡単な構成により、制御域におけるＰｃ−Ｐｓ流路の最小面積を小さくすることができる。

（２）第２弁部の閉弁状態における第３弁部の連通孔と第３弁座面との間の最大開口面積Ｓ２ｍａｘが補助連通路の面積Ｓ１と同等又はそれ以下に設定されることにより、液冷媒排出時におけるＰｃ−Ｐｓ流路の最小面積を上記の従来技術と同様の大きさに確保することができる。

本発明の実施例１に係る容量制御弁を示す正面断面図である。図１のＰｃ−Ｐｓ流路の拡大図であり、各状態における第３弁部と前記第３弁座面との間の開口面積Ｓ２を説明する説明図である。実施例１に係る容量制御弁の第３弁部と前記第３弁座面との間の開口面積Ｓ２と補助連通路の面積Ｓ１との関係を説明する説明図図である。実施例２のＰｃ−Ｐｓ流路の拡大図であり、各状態における第３弁部と前記第３弁座面との間の開口面積Ｓ２を説明する説明図である。従来技術の容量制御弁を示す正面断面図である。従来技術に係る容量制御弁の第３弁部と前記第３弁座面との間の開口面積Ｓ２と補助連通路の面積Ｓ１との関係を説明する説明図図である。

以下に図面を参照して、本発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的は位置などは、特に明示的な記載がない限り、それらのみに限定する趣旨のものではない。

図１ないし図３を参照して、本発明の実施例１に係る容量制御弁について説明する。
図１において、１は容量制御弁である。容量制御弁１には、外形を形成するバルブ本体２を設ける。このバルブ本体２は、内部に機能が付与された貫通孔を形成する第１バルブ本体２Ａと、この第１バルブ本体２Ａの一端部に一体に嵌合された第２バルブ本体２Ｂとから構成する。この第１バルブ本体２Ａは真鍮、鉄、アルミニウム、ステンレス等の金属または合成樹脂材等で製作する。又、第２バルブ本体２Ｂは鉄等の磁性体で形成する。

又、第２バルブ本体２Ｂは、ソレノイド部３０を結合させるため、及び、磁性体にしなければならないので、第１バルブ本体２Ａの材質と機能的を異にするために分離して設けられているものである。この点を考慮すれば、図１に示す形状は適宜に変更しても良い。また、第１バルブ本体２Ａには、貫通孔の他端部に仕切調整部３を結合する。この仕切調整部３は、第１バルブ本体２Ａの第３弁室（以下、容量室ということがある。）４を塞ぐように嵌着しているが、ねじ込みにして図示省略の止めねじにより固定すれば、ベローズ２２Ａ内に並列に配置した圧縮ばね又はベローズ２２Ａのばね力を軸方向へ移動調整できるようになる。

第１バルブ本体２Ａを軸方向へ貫通した貫通孔の区画において、一端側に第３弁室（容量室）４が形成される。第３弁室（容量室）４には第３連通路９が連接される。この第１連通路９は、容量可変型圧縮機の吸入室と連通して吸入圧力Ｐｓの流体を容量制御弁１によって吸入室へ流入させるとともに、流出できるように構成する。

容量室４内には感圧体（以下、感圧装置という。）２２を設ける。この感圧装置２２は、金属製のベローズ２２Ａの一端部を仕切調整部３に密封に結合すると共に、他端を弁座部２２Ｂに結合している。このベローズ２２Ａは、リン青銅等により製作するが、そのばね定数は所定の値に設計されている。感圧装置２２の内部空間は真空又は空気が内在している。そして、この感圧装置２２のベローズ２２Ａの有効受圧面積Ａｂに対し、容量室４内の圧力（例えばＰｃの圧力）と吸入圧力Ｐｓが作用して感圧装置２２を収縮作動させるように構成されている。感圧装置２２の自由端には、皿型で端部周面に第１弁座面２２Ｃが設けられた弁座部２２Ｂを設ける。

また、貫通孔の区画には第３弁室（容量室）４に隣接して図１の上方側（ソレノイド部３０側）に第３弁室（容量室）４の径より小径の第３弁座面１２を連設する。

更に、貫通孔の区画には第３弁座面１２と隣接して図１の上方側（ソレノイド部３０側）に第２弁室６を設ける。更に、貫通孔の区画には第２弁室６と隣接して図１の上方側（ソレノイド部３０側）に第２弁室６に連通する第１弁室７を連設する。第２弁室６と第１弁室７との間にはこれらの室の径より小径の弁孔５を連設する。弁孔５の周りの第１弁室７の側には第２弁座面６Ａを形成する。
なお、第３弁座面１２と第２弁室６との間はシール手段によりシールされている。

バルブ本体２内の第２弁室６には第２連通路８を連設する。この第２連通路８は、図示を省略する容量可変型圧縮機の吐出室内に連通して吐出圧力Ｐｄの流量を容量制御弁１によって制御室に流入できるように構成する。

更に、バルブ本体２の第１弁室７には第１連通路１０を形成する。この第１連通路１０は、容量可変型圧縮機の制御室（クランク室）と連通して後記する第２弁室６から流入した吐出圧力Ｐｄの流体を容量可変型圧縮機の制御室（クランク室）へ流出させる。

なお、第１連通路１０、第２連通路８、第３連通路９は、バルブ本体２の周面に各々、例えば、２等配から６等配に貫通している。更に、バルブ本体２の外周面は４段面に形成されており、この外周面にはＯリング用の取付溝を軸方向へ沿って３カ所に設ける。そして、この各取付溝には、バルブ本体２と、バルブ本体２を嵌合するケーシングの装着孔（図示省略）との間をシールするＯリング４６を取り付ける。

第１バルブ本体２Ａを軸方向へ貫通した貫通孔には弁体２１が軸方向に移動自在に配設される。
弁体２１の一端には、弁座部２２Ｂの第３弁座面２２Ｃと開閉する第３弁部２１Ａを設ける。第３弁部２１Ａには第３弁座面２２Ｃと開閉する第３弁部面２１Ａ１を設ける。
第３弁部２１Ａの外径は第３弁座面１２の内径よりわずかに小さく設定されている。

更に、第３弁部２１Ａにおける第３弁部面２１Ａ１と反対側であって、第３弁座面１２と摺動する位置には連通孔２３を設ける。連通孔２３は後記する弁体２１内を軸方向に貫通する中間連通路２６と連通され、第３弁座面１２に対向するようにして第１弁部２１Ａの周方向に少なくと１個以上設けられる。

更に、弁体２１の第３弁部２１Ａにおける第３弁部面２１Ａ１と反対側には、連結部として第２弁部２１Ｂを設ける。第２弁部２１Ｂの外径は弁孔５の径より小径に形成され、第２弁室６と第１弁室７とが第２弁部２１Ｂの開弁時に吐出圧力Ｐｄの流体が通過できるようにされている。

弁体２１の中間部の第２弁部２１Ｂは第２弁室６内に配置する。そして、第２弁部２１Ｂには第２弁座面６Ａと接合する第２弁部面２１Ｂ１を設ける。

弁体２１の第２弁部２１Ｂより上方側の第１弁部２１Ｃは、第１弁室７内に配置する。この第１弁部２１Ｃは固定鉄心３１の下端面に形成した第１弁座面３１Ａと開閉する。

弁体２１の内部には中間流通路２６が第１弁室７から第３弁室４に貫通するように設けられている。そして、第１弁部２１Ｃが第１弁座面３１Ａから開弁したときに、第１弁室７から制御流体Ｐｃが第３連通路９へ流出できるようになる。

弁体２１は、ソレノイドロット２５の下端部に設けた結合部２５Ａを弁体２１の嵌合孔２１Ｄに嵌着する。
弁体２１には、嵌合孔２１Ｄの下方であって第１弁室７内に位置して、例えば４等配の補助連通路２１Ｅを設ける。この補助連通路２１Ｅを介して第１弁室７は中間連通路２６に連通する。
第１弁室７は弁体２１の外形よりやや大径面に形成されて第１連通路１０からの制御流体Ｐｃの流体が第１弁室７に流入しやすく構成されている。

以上説明したバルブ本体２と弁体２１と感圧装置２２とを含めた図１の下部の構成がバルブ部を構成する。

補助連通路２１Ｅの面積をＳ１、連通孔２３の最大面積をＳ２ｍａｘとすると、Ｓ１はＳ２ｍａｘと比較し同等以上であればよい。

また、空気調和機の容量の大きさによっては、この補助連通路２１Ｅの直径は変わることがある。
なお、冷媒液の気化した制御流体Ｐｃの圧力に応じて感圧装置２２を収縮させて第１弁部２１Ａを開弁した状態では、冷媒液を気化させる時間が１０分以上もかかる。この間、斜板式容量可変型圧縮機の制御室の圧力は、気化する状態にあるから、この圧力が次第に上昇するので、さらに気化が遅れることになる。しかし、この補助連通路２１Ｅを設けることにより、制御室内の冷媒液を急速に気化させることができる。そして、この制御室内の冷媒液が全部気化すれば、容量制御弁１により制御室内の圧力を自由に制御することが可能になる。

第３弁部２１Ａの連通孔２３は、第２弁部２１Ｂの第２弁部面２１Ｂ１が閉弁状態において開の状態となり、第２弁部面２１Ｂ１が開弁状態では閉の状態となるように設定されている。

ソレノイドロッド２５の結合部２５Ａと反対の他端部は、プランジャ３２の嵌合孔３２Ａに嵌着して結合する。弁体２１とプランジャ３２との間には第１バルブ本体２Ａに固着された固定鉄心３１が設けられている。そして、ソレノイドロッド２５は固定鉄心３１の内周面３１Ｄと移動自在に嵌合している。

この固定鉄心３１のプランジャ３２側には、ばね座室３１Ｃを形成する。このばね座室３１Ｃには第１弁部２１Ａと第２弁部２１Ｂを閉弁状態から開弁状態にするばね手段（以下、弾発手段とも称する）２８が配置されている。つまり、ばね手段２８はプランジャ３２を固定鉄心３１から引き離すように弾発している。固定鉄心３１の吸着面３１Ｂとプランジャ３２の接合面３２Ｂとは互いに対向するテーパ面を成し、対向面に隙間を設けて吸引可能に構成されている。この固定鉄心３１の吸着面３１Ｂとプランジャ３２の接合面３２Ｂの離接は、電磁コイル３５に流れる電流の強さにより行われる。又、ソレノイドケース３３は第２バルブ本体２Ｂの一端側の段部に固着されていると共に、内部に電磁コイル３５を配置している。ソレノイド部３０は以上の全体構成を示すものであり、このソレノイド部３０に設けられた電磁コイル３５は、図示省略の制御コンピュータにより制御される。

プランジャケース３４は固定鉄心３１と嵌着すると共に、プランジャ３２とは摺動自在に嵌合している。このプランジャケース３４は一端が第２バルブ本体２Ｂの嵌合孔と嵌着すると共に、他端がソレノイドケース３３の端部の嵌着孔に固定する。以上の構成がソレノイド部３０である。

なお、図１において、第１連通路１０から第３連通路９に至る矢印の太い曲線はＰｃ−Ｐｓ流路を示している。

次に、図２を参照しながら、第１弁部２１Ｃ、第２弁部２１Ｂ及び及び第３弁部２１Ａの連通孔２３との位置関係について詳しく説明する。

図２（ａ）に示す液冷媒排出時（最大容量制御時）、すなわち、第２弁部２１Ｂが全閉の状態において、第１弁部２１Ｃは全開の状態にあり、第３弁部２１Ａの連通孔２３も開の状態にあり、制御流体Ｐｃ（液冷媒排出時においては冷媒液の気化した制御流体Ｐｃ）が補助連通路２１Ｅ、中間連通路２６及び連通孔２３を介して第３弁室４に流入し、第３弁室４から第３連通路９へ流出する。
この状態において、連通孔２３は第３弁座面１２に対して最大開口面積Ｓ２ｍａｘを生成する。そして、最大開口面積Ｓ２ｍａｘが補助連通路２１Ｅの面積Ｓ１（補助連通路が複数の場合は合計の面積）と同等又はそれ以下になるように連通孔２３の位置が設定されている。この際、開口面積Ｓ２は弁体２１の移動の初期において急速に減少し、その後、ほぼ一定になるように設定されるものである。
なお、矢印の太い曲線はＰｃ−Ｐｓ流路を示している。

また、図２（ｂ）に示す制御域において、第３弁座面１２と連通孔２３との間の開口面積Ｓ２は、補助連通路２１Ｅの面積Ｓ１より小さく、例えば、Ｓ１の１０％〜３０％の範囲であって、ほぼ、一定の値に設定されている。

さらに、図２（ｃ）に示す第２弁部２１Ｂが全開の状態のＯＦＦ時においては、Ｓ２は隙間が残り零とはならないが、第１弁部２１Ｃが第１弁座面３１ＡとシールするためＰｃ−Ｐｓ流路は零となる。

次に、図３を参照しながら、Ｐｃ−Ｐｓ流路の最小面積について説明する。
図３において、横軸は弁体２１のストロークを、また、縦軸は開口面積を示している。
図３の左端は液冷媒排出時、すなわち、第２弁部２１Ｂが全閉（第１弁部２１Ｃが全開）の状態であり、また、同じく右端は第２弁部２１Ｂが全開（第１弁部２１Ｃが全閉）の状態を示し、左端から横軸のほぼ中間位置の破線からなる縦線で示す範囲が制御域を示している。
さらに、縦軸のほぼ中間位置の破線からなる横線が補助連通路２１Ｅの面積Ｓ１を示している。

本発明においては、制御域における第３弁部２１Ａの連通孔２３と第３弁座面１２との間の開口面積Ｓ２は補助連通路２１Ｅの面積Ｓ１（固定）より小さく設定されるから、Ｐｃ−Ｐｓ流路の最小面積は第３弁部２１Ａの連通孔２３と第３弁座面１２との間の開口面積Ｓ２により規定される。
このように、制御圧力の流体の作用する第１弁室７内の第１弁部２１Ｃに補助連通路２１Ｅを、また、吸入圧力の流体の作用する第３弁室４に感圧装置２２及び液冷媒を排出する第３弁部２１Ａを配設した容量制御弁において、弁体２１の第３弁部２１Ａに連通孔２３を設けるという簡単な構成により、制御域におけるＰｃ−Ｐｓ流路の最小面積を小さくすることができる。

図３において、制御域における第３弁部２１Ａの連通孔２３と第３弁座面１２との間の開口面積Ｓ２は、実線で示されており、左端の液冷媒排出時、すなわち、第２弁部２１Ｂが全閉（第１弁部２１Ｃが全開）の状態では最大開口面積Ｓ２ｍａｘを生成する状態にあり、かつ、最大開口面積Ｓ２ｍａｘが補助連通路２１Ｅの面積Ｓ１と同一又はほぼ同一に設定されている、弁体２１が移動を開始するにつれ、まず、補助連通路２１Ｅの面積Ｓ１より急速に低減され、Ｓ１の１０％〜３０％の範囲のほぼ一定の値になる。

制御域における第３弁部２１Ａの連通孔２３と第３弁座面１２との間の弁体２１の移動に伴う開口面積Ｓ２の変化率は、連通孔２３の形状により変えることができる。
図１及び図２の例では、連通孔２３の正面形状は略円形であって、断面形状は第３弁座面１２に面する側が大径部で中間流通路２６に面する側が小径部の段付き形状であって、弁体２１の移動初期において大径部のほぼ全域が第３弁座面１２と重複して両者間の隙間が急速に減少され、その後、弁体２１と第３弁座面１２との径方向隙間が残ることになるため、図３の実線で示すように開口面積Ｓが変化する。

本発明の実施例１に係る容量制御弁は上記のとおりであり、以下のような優れた効果を奏する。
（１）作動制御室内の流量又は圧力を制御する制御域における第３弁部２１Ａの連通孔２３と第３弁座面１２との間の開口面積Ｓ２は補助連通路２１Ｅの面積Ｓ１より小さく設定されることにより、補助連通路を設けて容量可変型圧縮機の起動時における制御室の液冷媒の排出機能を改善した容量制御弁において、制御域におけるＰｃ−Ｐｓ流路の最小面積を小さくすることができ、容量可変型圧縮機の起動時間の短縮及び制御時における運転効率の向上を同時に達成できる。
（２）制御圧力の流体の作用する第１弁室７内の第１弁部２１Ｃに補助連通路２１Ｅを、また、吸入圧力の流体の作用する第３弁室４に感圧装置２２及び液冷媒を排出する第３弁部２１Ａを配設した容量制御弁において、弁体２１の第３弁部２１Ａに連通孔２３を設けるという簡単な構成により、制御域におけるＰｃ−Ｐｓ流路の最小面積を小さくすることができる。
（３）第２弁部２１Ｂの閉弁状態における第３弁部２１Ａの連通孔２３と第３弁座面１２との間の最大開口面積Ｓ２ｍａｘが補助連通路２１Ｅの面積Ｓ１と同等又はそれ以下に設定されることにより、液冷媒排出時におけるＰｃ−Ｐｓ流路の最小面積を上記の従来技術と同様の大きさに確保することができる。

図４を参照して、本発明の実施例２に係る容量制御弁について説明する。
実施例２に係る容量制御弁は、連通孔の形状が実施例１の容量制御弁と相違するが、その他の基本構成は実施例１と同じであり、同じ部材には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

図４において、連通孔２３の正面形状は略Ｔ字形であって、断面形状は一様である。液冷媒排出時（図２の（ａ）状態）からの弁体２１の移動初期において略Ｔ字形の水平部分の大きな開口部が第３弁座面１２と重複して両者間の隙間が急速に減少され、その後、弁体２１と第３弁座面１２との径方向隙間が残ることになるため、図３の実線で示すように開口面積Ｓが変化する。

上記の実施例２では、連通孔２３の正面形状が略Ｔ字形である場合について説明したが、これに限定されることなく、例えば、逆三角形、半円形あるいは楕円形でもよく、要は、液冷媒排出時からの弁体２１の移動初期において面積の大きい部分が閉となり、その後、面積の小さい部分が徐々に閉となる形状であればよい。

以上、本発明の実施の形態を実施例により説明したが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

１容量制御弁
２バルブ本体
３仕切調整部
４第３弁室（容量室）
５弁孔
６第２弁室
６Ａ第２弁座面
７第１弁室
８第２連通路
９第３連通路
１０第１連通路
１２第３弁座面
２１弁体
２１Ａ第３弁部
２１Ｂ第２弁部
２１Ｃ第１弁部
２１Ｅ補助連通路
２２感圧装置
２２Ａベローズ
２２Ｂ弁座部
２３連通孔
２５ソレノイドロッド
２６中間連通路
２８ばね手段
３０ソレノイド部
３１固定鉄心
３１Ａ第１弁座面
３２プランジャ
３３ソレノイドケース
３４プランジャケース
３５電磁コイル
Ｐｄ吐出室圧力
Ｐｓ吸入室圧力
Ｐｃ制御室圧力
Ｓ１補助連通路の面積
Ｓ２第３弁部の連通孔と第３弁座面との間の開口面積

Claims

バルブ部の開弁度に応じて作動制御室内の流量又は圧力を制御する容量制御弁において、
制御圧力の流体を通す第１連通路と連通すると共に第１弁座面及び第２弁座面を有する第１弁室と、前記第１弁室と連通する弁孔を有すると共に吐出圧力の流体を通す第２連通路に連通する第２弁室と、吸入圧力の流体を通す第３連通路に連通する第３弁室と、前記第２弁室と前記第３弁室との間に配設される第３弁座面と、を有するバルブ本体、
前記バルブ本体内に配置されて前記第１弁室と前記第３連通路とを連通する中間連通路と、前記第２弁座面と離接して前記第１弁室と前記第２弁室とに連通する弁孔を開閉する第２弁部と、前記第２弁部とは反対に連動開閉すると共に前記第３弁座面と相対摺動して前記中間連通路と第３連通路との連通を開閉する連通孔を有する第３弁部と、前記第１弁室に配置されて前記第２弁部と反対方向に連動開閉する第１弁部と、を有する弁体、
前記第３弁室内に配置されて吸入圧力に応動して伸縮すると共に伸縮する自由端に前記第３弁部と離接して前記第３弁室と前記中間連通路との連通を開閉する弁座部を有する感圧体、
前記第１弁室内の前記第１弁部に設けられ前記第１弁室内と前記中間連通路とを連通可能にする補助連通路、
及び前記バルブ本体に取り付けられて電流に応じて前記弁体の各弁部を開閉する移動方向へ前記弁体を作動させるソレノイド部を備え、
前記作動制御室内の流量又は圧力を制御する制御域における前記第３弁部の連通孔と前記第３弁座面との間の開口面積Ｓ２は前記補助連通路の面積Ｓ１より小さく設定されることを特徴とする容量制御弁。
前記第２弁部の閉弁状態における前記第３弁部の連通孔と前記第３弁座面との間の最大開口面積Ｓ２ｍａｘが前記補助連通路の面積Ｓ１と同等又はそれ以下に設定されることを特徴とする請求項１に記載の容量制御弁。